Что такое оптическое волокно?
В последнее время мы очень часто слышим понятие «оптоволокно». Для людей старшего поколения это бессмысленное слово, а для молодого поколения – мечта о более быстром интернете, ставшая реальностью. В этой статье я попробую вам рассказать простым доступным языком об оптоволоконной связи.
Итак, для начала мы разберемся, что же такое оптоволокно. Не будем употреблять научные термины, а переведем умные фразы на простой язык. А на простом языке, оптоволокно – нить, сделанная из прозрачного материала (обычно либо стекло, либо пластик), которая переносит в себе свет путем полного отражения.
Как всем известно, информация – это сигналы; сигналы можно зашифровать как в двоечной, так и в любой другой системе исчисления. В компьютерной отрасли применяют, в основном, двоичную систему кодировки. С помощью обычного света тоже можно зашифровать сигналы, только в данном случае отсутствие света принимается за значение «0», а присутствие – за значение «1». Получается как бы «мигание», только скорость этого «мигания» очень и очень большая.
Сразу отвечу на вопрос: Почему с применением света, увеличивается скорость интернета? Ответ очень простой: скорость света обладает самой большой скоростью в мире, отсюда сразу понятно, что с помощью света, скорость передачи информации может вырасти в десятки, в сотни, а то и в тысячи раз. Единственная проблема при этом – научиться пользоваться этой возможностью. Впервые технологию передачи света в волоконной оптике продемонстрировали в 19 веке, но разрабатывать технологию стали только в 1950 годах. С того времени и началось непростое развитие оптоволоконных линий передач.
Может показаться странным, что с момента начала развития прошло полсотни лет, прежде чем мы массово начали пользоваться сверхскоростным интернетом на основе волоконно-оптических систем. Скажу так: даже сейчас стоимость оптоволокна и сопутствующих ему устройств (датчики, приборы для сварки оптоволокна, различные муфты и тд.) является высокой. Поэтому до недавнего времени оптоволокно присутствовало только в специализированных объектах, но время бежит, и вот простой гражданин выходит в интернет с немыслимой скоростью, а его сосед, которому такое счастье обещано в следующем году, с завистью смотрит в монитор счастливому обладателю скоростной связи.
Теперь рассмотрим непосредственно строение оптоволокна. Оно состоит из двух частей: оболочка и сердцевина. Сечение кабеля в основном круглое. Волокна могут быть пластиковыми, либо стеклянными. Стеклянные волокна изготавливаются из таких, известных каждому материалов, как: фторалюминат, кварцевое стекло, фторцирконат, халькогенидные стекла. В пластиковых волокнах оболочку изготавливают с всемирно известных фторполимеров, а сердцевину – из знаменитого полиметилметакрилата. Я думаю, каждый из вас видел, и знает, что такое полиметилметакрилат, поэтому нет нужды объяснять подробно.
Если вам нужно срочно ответить на вопрос: в чем принцип работы оптоволокна, запомните: весь прикол в полном внутреннем отражении, а также в преломлении света. Думаю, этой фразы будет для любого спрашивающего достаточно, а если вам нужны точные физические параметры – поищите в интернете, там много информации по этому поводу.
Есть два вида оптоволокна: многомодовое и одномодовое. Сначала рассмотрим одномодовое оптоволокно.
Толщина сердечника одномодового волокна от 7 до 10 микрон. Именно из-за этого можно передать только одну моду электромагнитного излучения, зато волокно становится невосприимчивым к влиянию дисперсии. Что такое дисперсия можно узнать из учебника по физике за 10 класс. Одномодовое оптоволокно делится на 3 категории:
- Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией
- Одномодовое волокно со смещённой дисперсией
- Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией
Понятно, что для неподготовленного человека эти громкие слова ничего не значат, но для начальных знаний сойдет, а для более углубленного изучения, как выше уже говорилось, бороздите бескрайние просторы интернета.
Многомодовое оптоволокно отличается диаметром сердечника, который определяет себя под цифрами от 50 до 62 микрон. И как вы поняли, передает не одну моду, а несколько, причем каждая мода под своим углом. Многомодовое оптоволокно делится на два вида: ступенчатое и градиентное.
Теперь поговорим о применении оптоволокна. В первую очередь оно применяется при создании волоконно-оптических телекоммуникационных сетей: как межконтинентальных, так и домашних. Скорость оптоволокна превышает скорость с использованием кабеля витой пары, но пока большинство еще работает с витой парой, хотя прекрасно понимают преимущество оптоволокна. Просто, как уже говорилось, стоимость оптоволокна пока оставляет желать лучшего, хотя многие провайдеры уже взялись за оптоволокно с засученными рукавами, и тянут, тянут, тянут. Конечно, для провайдера это большой плюс, равно как и для пользователя, только вот пользователю самостоятельно будет тяжело окупить расходы на оптоволокно, а вот провайдер окупит их мгновенно.
Кроме этого, оптоволокно используют в различных датчиках, которые требуют малых размеров. Сейчас многие медицинские приборы содержат в себе оптоволокно, что позволяет проводить доселе невиданные операции.
Также оптоволокно применяют для освещения, особенно в труднодоступных местах.
Напоследок, хочется рассказать историю из жизни, которая случилась не так давно. Дело в том, что я работаю системным администратором в одной фирме. Нас в IT-отделе трое: я, мой коллега Илья, и начальник отдела (а попутно дочь генерального директора) Светлана. Естественно, Светлана не понимает абсолютно ничего в высоких технологиях, но зато деньги на новую технику мы получаем всегда вовремя, а это большой плюс. И вот, однажды Светлана заходит к нам в кабинет, а мы с Ильей как раз обжимаем витую пару. Она с любопытством смотрит на нас, и спрашивает, как называется этот кабель (видать, хотела блеснуть где-нибудь своими знаниями). Черт дернул Илью сказать, что это оптоволокно, и что мы уже внедрили его по всей фирме. Дальше он описывает характеристики реального оптоволокна. Светлана немного побурчала по поводу того, что мы не поставили ее в известность, Илья откупился тем, что хотели сделать ей сюрприз. На этой прекрасной ноте Светлана нас покидает, а мы радостно улыбаемся.
Улыбались мы недолго. Вскоре нам объявили строгий выговор с лишением премии, и вот почему. Оказывается, Светлана отчиталась отцу о внедрении новых технологий. Генеральный директор вскоре похвастался своему другу, тоже директору одной фирмы. Того это очень заинтересовало, он попросил разрешения на экскурсию со своим системным администратором. В ходе экскурсии, сначала побледнел генеральный директор, затем он вызвал Светлану, и она тоже побледнела, ну а с нас до сих пор не сходит бледно-синий цвет. После этого Илья потерял чувство юмора навсегда, а я замкнулся в себе, и стал кричать по ночам.
Вот так, не стоит шутить с высокими технологиями, на то они и высокие. Но и бояться их тоже не стоит, изучайте все новое, быть может, именно вы в будущем совершите революцию в научном мире, и милый интернет станет чересчур быстрым. Только не забудьте сделать его бесплатным, ладно?
Jump -